Лев Гумилевский - Русские инженеры

«Обеспечить массовое строительство в сельских местностях небольших гидроэлектростанций, ветростанций и тепловых электростанций с локомобильными и газогенераторными двигателями», — говорилось в Законе о пятилетнем плане восстановления и развития народного хозяйства СССР.

Огромные успехи в области аэродинамики, творцом которой был Жуковский, создали условия для разрешения по-новому теоретических вопросов использования силы воздушного потока в ветровых машинах. Вместе с тем расширялась и область применения ветросиловых установок, и, кроме мукомолья, они нашли применение для подъема воды из колодцев и водоемов, для целей оросительных, водоснабжения, для осушения заболоченных мест.

В настоящее время создан целый ряд разнообразных ветродвигателей, над дальнейшим развитием которых работают сейчас многие конструкторы, пользуясь теоретическими работами Н. Е. Жуковского и Г. X. Сабинина.

Работает в этом направлении и сам Григорий Харлампиевич. Последняя его работа — оригинальная, очень миниатюрная и портативная ветроэлектроустановка мощностью в 120 ватт, предназначенная на первый случай для обслуживания железнодорожных путевых будок. Она состоит из двухлопастного ветрового колеса диаметром в два метра, которое укреплено на одном валу с генератором.

Электроустановка начинает работать при скорости ветра три с половиной метра в секунду, а полная мощность развивается при восьми метрах. Ветряк может питать одновременно четыре электрические лампочки и радиоприемник.

Станция устанавливается на столбе. Ее вес — 33 килограмма. В дневные часы двигатель работает, чтобы зарядить аккумулятор, который дает возможность снабжать путевую будку электроэнергией и при безветрии.

Это миниатюрное чудо конструктивной техники радует сердце конструктора совершенно так же, как радовали его разнообразные приборы, сооруженные в дни юности. Григорий Харлампиевич говорит о своем создании почти с нежностью:

Ветроэлектростанция конструкции Г. X. Сабинина мощностью в 120 ватт.

— Не думайте, что электрический свет будет гореть только тогда, когда дует ветер. Отнюдь нет! Кроме ветрового электрогенератора, станция имеет еще и аккумуляторную батарею, которая заряжается в часы, когда дует ветер, а отдает свою энергию в любое время. Батарея может работать и одновременно с генератором, выравнивая напряжение создаваемого им тока.

На вопрос, не произойдет ли каких-либо разрушений в частях ветродвигателя при очень сильном ветре, Григорий Харлампиевич отвечает:

— Благодаря центробежному регулятору нашей станции не опасен даже ураганный ветер. При самой сильной буре, вырывающей с корнем деревья, ветряк делает всего лишь семьсот пятьдесят оборотов в минуту. Без регулятора, конечно, двигатель быстро вышел бы из строя, так как число оборотов у него дошло бы до трех тысяч в минуту.

Этот центробежный регулятор, действующий автоматически, построен с учетом аэродинамических сил. При слишком большом числе оборотов регулятор поворачивает лопасти ветряка вокруг их продольной оси, уменьшая угол встречи лопастей с воздухом, так называемый «угол атаки». С уменьшением угла атаки уменьшаются и возникающие на лопастях аэродинамические силы. В результате мощность, развиваемая двигателем, падает до тех пор, пока не сравняется с мощностью генератора электрического тока. В этот момент регулятор перестает уменьшать угол атаки, число оборотов становится постоянным, двигатель и генератор начинают работать без перегрузки. При очень слабом ветре, наоборот, тот же самый регулятор будет поворачивать лопасти, увеличивая угол атаки, и ветроэлектрическая станция будет работать все с тем же постоянным числом оборотов ветряка.

Конструкция ветроэлектростанции Сабинина отличается простотою, однако в ней не только регулятор действует автоматически, но автоматизированы и другие приборы. Как только начинает дуть ветер, основной прибор автоматически включает генератор на зарядку аккумуляторной батареи. Этот же прибор не допускает возвращения тока из аккумулятора в генератор, предотвращая, таким образом, превращение генератора в электромотор.

Надо отметить, что хотя ветродвигатель может работать на генератор только при ветре, скорость которого не менее пяти метров в секунду, зарядка аккумулятора производится и при более слабом ветре. А так как более слабый ветер имеется почти всегда, практически электроэнергию можно получать без перебоев, в любое время, при любой силе ветра.